特許 5657130 車両シート用アクチュエータ及び車両シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5657130

(24)【登録日】2014年12月5日

(45)【発行日】2015年1月21日

(54)【発明の名称】車両シート用アクチュエータ及び車両シート

(51)【国際特許分類】

   B60N 2/07 20060101AFI20141225BHJP

【ＦＩ】

   B60N2/07

【請求項の数】10

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-538240(P2013-538240)

(86)(22)【出願日】2012年1月24日

(65)【公表番号】特表2013-545655(P2013-545655A)

(43)【公表日】2013年12月26日

(86)【国際出願番号】EP2012000293

(87)【国際公開番号】WO2012104027

(87)【国際公開日】20120809

【審査請求日】2013年5月13日

(31)【優先権主張番号】102011010194.2

(32)【優先日】2011年1月31日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】511007886

【氏名又は名称】ジョンソン コントロールズ コンポーネンツ ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(72)【発明者】

【氏名】ヘーグ、 ノルベルト

(72)【発明者】

【氏名】シューン、 クリストフ

(72)【発明者】

【氏名】グロスブデッィ、 フランク

【審査官】 宮下 浩次

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１１５６２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−３６５０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８５０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４５９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｎ ２／００ − ２／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両シート用アクチュエータであって、
ハウジング（１１）と、
少なくとも第１回転方向を有するモータシャフト（１２ａ）を備えて前記ハウジングに固定配列されるモータ（１２）と、
前記モータシャフト（１２ａ）によって前記モータ（１２）の出力側に接続されるギア機構（１３）と、
前記出力側で前記ギア機構（１３）に接続されるアクチュエータ出力駆動体（１４）と、
制御ユニット（２１）と
を含み、
前記アクチュエータ出力駆動体（１４）は、前記モータシャフト（１２ａ）を前記第１回転方向に回転させることによって開始位置から終了位置まで動くことができる出力要素（１４ｂ）を含み、
前記モータシャフト（１２ａ）の回転方向が、前記制御ユニット（２１）によって前記第１回転方向から対向第２回転方向に反転することができる結果、前記出力要素（１４ｂ）は前記終了位置から前記開始位置まで動くことができ、
少なくとも一つの第１センサ（１７）が前記出力要素（１４ｂ）の前記終了位置を検出し、前記制御ユニット（２１）は、前記少なくとも一つの第１センサ（１７）に接続されるセンサインタフェイス（２４）を有し、
前記出力要素（１４ｂ）の位置識別が、前記モータ（１２）の電流、前記モータ（１２）の電圧、及び時間の測定によって得られ、
前記測定は、これらのパラメータの変動特性を評価するアクチュエータ。

【請求項2】

前記アクチュエータ出力駆動体（１４）は、前記ハウジング（１１）内に回転可能に取り付けられるスピンドル（１４ａ）を有し、
前記出力要素（１４ｂ）はスピンドルナットとして前記スピンドル（１４ａ）と協働する、請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項3】

前記モータ（１２）、前記ギア機構（１３）、前記スピンドル（１４ａ）、及び前記制御ユニット（２１）は前記ハウジング（１１）内に完全に統合される、請求項２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記スピンドル（１４ａ）は前記モータシャフト（１２ａ）と平行配列される、請求項２又は３に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

少なくとも一つの第２センサ（１８）が前記出力要素（１４ｂ）の前記開始位置を検出し、
前記センサインタフェイス（２４）は前記少なくとも一つの第２センサ（１８）に接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項6】

一の第１センサ（１７）が前記ハウジングに固定される、請求項１から５のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項7】

前記制御ユニット（２１）はモータ制御ユニット（２６）を有し、
前記モータ制御ユニット（２６）は、前記モータシャフト（１２ａ）の回転方向の反転を制御し、かつ、前記モータ（１２）の電流を制限する、請求項１から６のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項8】

前記制御ユニット（２１）は、前記アクチュエータ（１０）がデータバスと通信するネットワークインタフェイス（２３）を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項9】

前記制御ユニット（２１）は、少なくとも一つの信号端子（ＢＵＳ）及び２つの供給端子（ＶＶＣ、ＧＮＤ）を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載のアクチュエータ。

【請求項10】

トリガを受ける調整可能シートコンポーネント及び／又は機能を有する車両シート（１）であって、請求項１から９のいずれか一項に記載のアクチュエータ（１０）を含む車両シート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の特徴を有する車両シート用アクチュエータに関する。本発明はさらに、請求項１０の特徴を有する車両シートに関する。

【背景技術】

【0002】

このタイプのアクチュエータは特許文献１に開示されている。ここでは、機械的、電気的（特に電動的）、及び電子的なコンポーネントが一緒に組み合わされてサブアセンブリを形成する。この場合、車両シートの異なる箇所において、様々な組み合わせサブアセンブリをアクチュエータとして使用することができる。制御ユニットが統合されないアクチュエータも知られているが、当該アクチュエータは、外部制御ユニットによって、例えば電流を制限するべく制御される。モータが一つの回転方向にのみ動くことを可能とするアクチュエータ出力駆動体が知られている。これは、出力要素を開始位置から終了位置まで運び、当該出力要素を開始位置に戻すばねが設けられる。特許文献２は、電気モータを含むアクチュエータ、及びアクチュエータ出力駆動体としてのスピンドルギアを開示する。出力要素として機能する位置決めフレームが、ばね片によってスピンドルギアのスピンドルナットに解放可能に結合される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１０／０６６３２０（Ａ１）号パンフレット

【特許文献2】独国特許第３８２３５０５（Ｃ２）号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、導入で述べたタイプのアクチュエータを改良することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を有するアクチュエータによって解決される。有利な実施例が従属項の主題を形成する。

【0006】

アクチュエータに異なる機能を統合すると、制御ユニットの複雑性がわずかに増すことにより、機械的コンポーネントの複雑性が著しく低くなる。回転方向の反転によって、出力要素戻り用のばね及びモータによるばね引張りが不要となる結果、モータを強力にする必要がなくなる。また、ギア機構を安定にする必要性も低減される。加えて、モータの電流が制限されることでも、ギア機構を安定にする必要性が低減される。センサによって、出力要素の開始位置及び／又は終了位置を識別することができる。そうでない場合は、当該位置は、パラメータ（電流、電圧、時間）の変動特性によって識別される。所定の終了位置と実際の終了位置とが同じでない場合、出力要素がジャムを引き起こすので、アクチュエータは、出力要素を開始位置まで戻すことが好ましい。

【0007】

好ましくは、出力要素の終了位置がセンサによって識別され、当該終了位置（及びひいては開始位置）は、機械的終了位置（ブロック）の直前すなわち停止直前に位置決めされる。すなわち、出力要素が全モータ出力で終了位置に駆動される前に、すなわち当該ブロックに向かって動く前にセンサが終了位置を識別する。モータ電流はその後スイッチオフされ、好ましくは出力要素が機械的終了位置に達するときに静止するようになる。したがって、位置の識別に起因して、停止の負荷が著しく低減される。モータ・ギア機構がブロック状態に入り込むことが著しく低減される。特に、モータが、ブロック電流による負荷を受けないようになる。

【0008】

アクチュエータは、車両シートの不連続的ロックコンポーネントとともに、例えば、バックレストのロック若しくはラッチ継手又は自由枢動装置において使用することができる。このロックコンポーネントは、アクチュエータ（詳しくはその出力要素）によって作動し、それゆえロック状態からアンロック状態になる（及び戻る）。アクチュエータはまた、連続的調整器、例えば直線調整器又はランバーサポートとして使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

図面に示される実施例を参照して本発明が以下に詳細に説明される。

【0010】

【図1】本実施例の平面図を示す。

【図2】車両シートの概略図を示す。

【図3】本実施例の斜視図を示す。

【図4】本実施例の概略的回路図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

自動車の車両シート１が少なくとも一つのアクチュエータ１０を有する。アクチュエータ１０によってシートコンポーネントを調整するか又は機能（ロックコンポーネントの開放を含む）のトリガを与えることができる。アクチュエータ１０はハウジング１１を有する。ハウジング１１内には電気モータ１２が配列されて当該ハウジングに固定される。出力側では、ギア機構１３がモータ１２に接続される。詳しくは、歯が設けられたモータ１２のモータシャフト１２ａが、ギア機構１３の第１歯車１３ａの駆動平歯車部分と噛合する。駆動平歯車部分は大きな直径を有し、第１歯車１３ａはハウジング１１内に回転可能に取り付けられる。第１歯車１３ａの出力平歯車部分はギア機構１３の第２歯車１３ｂと噛合する。第１歯車１３ａは小さな直径を有し、第２歯車１３ｂは大きな直径を有する。第２歯車１３ｂもハウジング１１内に取り付けられる。

【0012】

出力側では、アクチュエータ出力駆動体１４がギア機構１３に接続される。本実施例の場合、アクチュエータ出力駆動体１４はスピンドルギアとして構成される。詳しくは、平歯車として構成される第２歯車１３ｂがスピンドル１４ａに締結される。第２歯車１３ｂと整合しかつこれの端に配置されるスピンドル１４ａは、ハウジング１１内に回転可能に取り付けられる。スピンドル１４ａはモータシャフト１２ａに平行に配列される。スピンドル１４に配置されるスピンドルナットがスピンドル１４ａと協働する。このスピンドルナットは、アクチュエータ出力駆動体１４の出力要素１４ｂとして機能する。開始位置において、出力要素１４ｂが、第２歯車１３ｂ側のスピンドル１４ａの端に配列される。終了位置において、出力要素１４ｂは、第２歯車１３ｂから離れた側のスピンドル１４ａの端に配列される。出力要素１４ｂの終了位置を検出するべく、ハウジングに固定される第１センサ１７が、スピンドル１４ａの支承部上に配列される。この支承部は、第２歯車１３ｂから離れた側のスピンドル１４ａの端に配置される。オプションとして、出力要素１４ｂの開始位置を検出するべく、ハウジングに固定される第２センサ１８が、スピンドル１４ａの支承部上に配列される。この支承部は、第２歯車１３ｂ側のスピンドル１４ａの端に配置される。センサ１７及び１８は、機械的に（例えばマイクロスイッチとして）、誘導的に（例えばホールセンサとして）、又は静電容量的に構成することができる。

【0013】

ハウジング１１の一側、本実施例の場合モータ１２から離間したアクチュエータ出力駆動体１４側には、制御ユニット２１が、本実施例の場合プリント回路基板２１ａに配列される。プリント回路基板２１ａは、本実施例の場合複数のＩＣモジュール、例えば論理モジュール、電力制御モジュール（パルス幅変調）、出力段（例えばフルブリッジ段）、通信モジュール、及び、制御ユニット２１を過電圧、ＥＳＤ／ＥＭＣ、温度等から保護するコンポーネントを有する。代替的に、これらすべての機能は、複数の対応インタフェイスを有する一つのモジュールに統合される。プリント回路基板２１ａは、例えばハウジング１１の一壁を形成する。

【0014】

制御ユニット２１は内部電圧源２２を有する。内部電圧源２２は、２つの供給端子ＶＣＣ及びＧＮＤを有する。これらは、プリント回路基板２１ａから外方に突出する。制御ユニット２１はさらに、少なくとも一つの信号端子ＢＵＳとのネットワークインタフェイス２３を含む。ネットワークインタフェイス２３は、例えば、信号端子ＢＵＳ及び供給端子ＧＮＤ（アース）を使用するＬＩＮバスとの通信機能を果たす。代替的にネットワークインタフェイスは、さらなるデータバス又はさらなるネットワークとの通信機能も果たすことができる。このデータバスは例えば、この場合に多くの端子を必要とするＣＡＮバスである。制御ユニット２１はまた、センサインタフェイス２４も有する。センサインタフェイス２４は、第１センサ１７及びオプションの第２センサ１８に接続される。制御ユニット２１は論理ユニット２５を含む。論理ユニット２５には、ネットワークインタフェイス２３及びセンサインタフェイス２４が接続される。最後に、制御ユニットはモータ制御ユニット２６を有する。モータ制御ユニット２６は、論理ユニット２５に接続されてモータ１２を制御する。すなわち、回転方向及び電流制限双方についてモータ１２を制御する。モータ制御ユニット２６及び論理ユニット２５、ネットワークインタフェイス２３及びセンサインタフェイス２４には内部電圧源２２によって電流が供給される。モータ制御ユニット２６用ＩＣモジュールの外部には、パワートランジスタ等を設けることができる。

【0015】

サブアセンブリとして、アクチュエータ１０は、機械的、電気的（特に電動的）、及び電子的なコンポーネントを包含する。その結果、すべての必要な機能をアクチュエータ１０に統合してアクチュエータ１０内で当該機能を処理することができる。車両シート１及び車両との通信、特にアクチュエータ要素との通信は、対応する実装とのネットワークインタフェイス２３を介して行われる。さらなる機能は実質的に、制御ユニット２１のハードウェアによって決まる。機械的観点上、好ましくは、モータ１２、ギア機構１３、及びスピンドル１４ａ（いずれの場合も支承部と一緒に）並びに制御ユニット２１が完全にハウジング１１に統合される。

【0016】

センサインタフェイス２４によってデータが格納されるセンサ１７及び１８によるものとは別に、位置の識別は、付加的に又は代替的に、電流、電圧、時間の測定によって可能である。これらのパラメータの変動特性は、出力要素１４ｂが、一方で終了位置又は開始位置に達するのと、中央位置でのジャムを引き起こすのとを区別するべく使用することができる。センサ１７及び１８によるデジタル的な位置識別とは別に、対応する（アナログ）センサによって連続的な位置識別も可能である。

【0017】

モータ制御ユニット２６は好ましくは、パルス幅変調を使用する電流制限器を有する。例えば、プリント回路基板２１ａ上のシャントによって測定される電流の制限値超過後、モータ１２の電圧がパルス幅変調によって低減される。その結果、モータ１２は、所定の電流制限値を超える電流を受け取ることがなくなる。モータ制御ユニット２６はまた、回転方向の反転も使用する。これは、アクチュエータ１０を戻すことと過負荷保護との双方の機能を果たす。モータシャフト１２ａが第１回転方向にあると、モータ１２は出力要素１４ｂを、（ギア機構１３及びスピンドル１４ａによって）開始位置から終了位置まで動かす。モータシャフト１２ａが、モータシャフト１２ａの第１回転方向に対向する第２回転方向にあると、モータ１２は出力要素１４ｂを、終了位置から開始位置に向けて戻す。この回転方向反転による戻りによって、従来技術で使用されているカップリング及びばねが不要となる。引っ張り対象となるばねが省略されるので、モータ１２は強力である必要がない。その結果、モータ１２の出力すべてを、アプリケーション（シートコンポーネントの調整又は機能トリガ付与）に使用することができる。回転方向反転による戻りの実装は、例えばモータ１２をアクティブにするパワートランジスタを有するフルブリッジによって行われる。

【0018】

パッシブ状態から始まるアクチュエータ１０は、スイッチング処理によってアクティブにされる（すなわちアクティブ状態になる）。スイッチング処理は、ユーザによってアクチュエータ要素上でトリガされ、かつ、好ましくはデータバスＢＵＳによってアクチュエータ１０に送信される。代替的に、アクチュエータ１０のアクティブ化は、（単純な電気）スイッチ３０によってトリガされる。その結果、ネットワークインタフェイス２３は、バスプロトコルを処理せずに、スイッチ３０のアクティブ化信号のみを処理する。アクチュエータ１０のアクティブ化とモータ電流のスイッチオフ（パッシブ状態）との間において、ユーザはアクチュエータ１０に対して何ら影響を有しない（すなわちネットワークインタフェイス２３がブロックされる）。

【0019】

アクチュエータ１０の戻り（すなわち出力要素１４ｂが開始位置に戻ること）は、オペレータがトリガするスイッチング処置によって又はアクチュエータ１０の特定位置に起因して行われる。アクチュエータ１０は、例えばスイッチング処理（例えばスイッチ３０の「０」から「１」への）による不連続的ロックコンポーネントに使用される場合、当該ロックコンポーネントを開放するアンロックを目的としてアクティブにされ得る。ロックコンポーネントが開放されると、制御ユニット２１は、位置識別に起因してスイッチが入れられ、モータ１２を作動させる。回転方向が、出力要素１４ｂが再び開始位置に達するまで反転し、モータ１２は位置識別に起因して再びスイッチオフされる。アクチュエータ１０はその後、パッシブ状態になる。ロックコンポーネントはその後、機械的にロックされて（アクチュエータ１０による）妨害を受けない。代替的に、制御ユニット２１は、ロックコンポーネントが開放されているときにモータ１２をスイッチオフし、「１」から「０」へのスイッチング処理後、当該モータを作動して回転方向を反転させる。

【0020】

過負荷事象での回転方向の反転は、位置識別の結果、特に中央位置において機械的過負荷が想定される場合、すなわち出力要素１４ｂの開始位置も終了位置も存在しないが電流要求が急速に増加する場合に行われるのが好ましい。モータ１２が回転方向の反転にさらされ、好ましくは出力要素１４ｂが、その開始位置に戻る。その結果、アクチュエータ１０は、ジャムが生じた位置に留まることがない。

【0021】

記載された位置識別によるものとは別に、アクチュエータ１０はまた、その状態、例えば接続されたロックコンポーネントがロックされているか否かに関する情報を、ネットワークインタフェイス２３に接続されたネットワークによって得ることもできる。さらに、スイッチング処理をトリガすることができない荷物又は子供による誤用の事態から保護することもできる。逆に、パッシブ状態において診断を目的として、特にセンサ１７及び１８においてアクチュエータ１０を尋問することもできる。

【符号の説明】

【0022】

１ 車両シート
１０ アクチュエータ
１１ ハウジング
１２ モータ
１２ａ モータシャフト
１３ ギア機構
１３ａ 第１歯車
１３ｂ 第２歯車
１４ アクチュエータ出力駆動体
１４ａ スピンドル
１４ｂ 出力要素
１７ 第１センサ
１８ 第２センサ
２１ 制御ユニット
２１ａ プリント回路基板
２２ 内部電圧源
２３ ネットワークインタフェイス
２４ センサインタフェイス
２５ 論理ユニット
２６ モータ制御ユニット
３０ スイッチ
ＢＵＳ ネットワークインタフェイスの信号端子
ＧＮＤ 内部電圧源の供給端子（アース）
ＶＣＣ 内部電圧源の供給端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】